广州塔的抗风秘密,你知道多少?超强台风“桦加沙”强势登陆,给广东带来严重的风雨浪潮影响。高达600米的广州塔,如何迎接这场极限考验?来了解广州塔定塔神器出现明显摆动,广州塔定塔神器有啥用?
广州塔定塔神器出现明显摆动
9月24日,位于广州塔109-110层科普游览厅的两个超级大水箱(学名为“被动调谐质量阻尼器”)出现明显摆动,为塔抵抗强风。这两个超级大水箱是广州塔减振控制系统的重要部分。它们总重1200吨,相当于5架波音747飞机的重量。
当遭遇强风或地震时,塔身摆向一侧的时候,阻尼器就自动滑向另一侧,极大缓冲了摆动。用于平衡和稳定整个塔的重心。同时,它们还可用于防火救灾。振幅小的情况下,水箱沿底部轨道,随主结构来回振动,达到被动消能减震的效果;振幅达到一定程度,主动质量系统被激活,并与水箱协同工作,以减小主塔振动。
同时,“广州塔”健康监测系统选取塔身5个关键截面,安装有数百个传感器和设备,实时监测广州塔塔身的结构受力、变形情况和塔的环境参数、荷载(风、地震等),通过系统分析及时发现潜在的安全隐患,并给出相应维护方案,保障塔身结构安全稳固。
此外,广州塔塔身的镂空设计,可以使得风从镂空处穿过,减轻风力对建筑的伤害,让建筑不受风袭。塔的顶部因为高度承受的风力最大,为减少荷载,让风直接穿过塔楼,塔顶部的网状结构被设计得最宽松。
塔的腰部模仿飞机的结构特点,使表面积减至最少;为了承受上部结构的重力,腰部的钢结构设计是最为密集的。塔的底部受风力影响较小,宽大的底座承受了整座塔楼的重量,提供了最大程度的稳定。
广州塔定塔神器有啥用?
这是广州塔能安然度过台风的最著名、也是最关键的技术。位于塔顶的阻尼器,可以理解为给这个“巨人”安装了一个“定楼神球”。
它是两个各重约600吨的巨型水箱,分别放置在塔顶的103和109层。
1. 当强风吹动塔身开始向一侧摆动时,水箱里的水由于惯性,会倾向于保持静止,从而滞后于塔身的运动。
2. 这股滞后的水体就会向与塔身摆动相反的方向冲击水箱壁,产生一个反向的作用力,把塔身“推”回去。
3. 这个过程持续不断,有效地抵消和消耗了风产生的能量,将塔楼的摆动幅度降低到安全、舒适的范围之内。
在“山竹”来袭时,这两个大水槽就像巨大的“镇流器”,通过水的剧烈晃动,吸收了台风巨大的能量,确保了塔楼的稳定。
广州塔定塔神器出现明显摆动,广州塔定塔神器有啥用?专家表示,超高层抗风抗震主要依靠大楼结构和外形设计,首先需要“自身硬”。阻尼器的作用更像是“锦上添花”,一方面削减晃动,优化体验、提高大楼品质;另一方面,增加结构的耐久性。
